自动站翻斗雨量传感器的原理与日常维护

1、 自动站翻斗雨量传感器的原理与日常维护 摘要：自动气象站网的建成，对提高中小尺度天气系统监测能力和短时灾害性天气的预报水平有十分重要的作用。自动气象站的装备保障任务重、责任大，各传感器的日常维护尤为重要。翻斗雨量传感器的核心部件为三只翻斗，没有电子元件，理论上是最可靠的传感器，实际上是问题最多、最需要维护保养的传感器。关键词： 自动站翻斗雨量传感器；工作原理；维修维护引言：近年来，随着气象事业的快速发展，我国各个地区气象站均开始使用新型自动气象站，其中自动站翻斗雨量传感器广泛应用。自动站翻斗雨量传感器是一种水文、气象仪器，用于测量自然界降雨量，同时将降雨量转换为以开关量形式表示的数字信息量输出

2、，以满足信息传输、处理、记录和显示等的需要。本文主要根据自动站翻斗雨量传感器的工作原理，日常维护以及常见的故障进行分析。1.概述雨量传感器用来测量地面降雨，该传感器由外筒、底盘、翻斗组件和支架等组成。结构设计采用双翻斗式技术原理，其输出为开关信号，内部结构紧凑，操作维护简单，能通过电缆直接与数据采集系统连接，支持数据传输和自动化处理，适合于自动气象站及雨量站使用。2.结构及工作原理2.1结构翻1.承水器 2.网罩 3.漏斗 4.上翻斗5.汇集漏斗 6.计数翻斗 7.水平泡 8.水平调整螺钉 9.底座 10.干簧管 11.计量翻斗12.容量调节螺钉 13.接线柱 14.定位螺钉15.清洗拆卸螺钉

3、 16.筒身斗雨量传感器主要由承水器、网罩、漏斗、上翻斗、汇集漏斗、计量翻斗、计数翻斗、水平泡、干簧管、调节螺钉，接线柱、底座、定位螺丝、筒身、容量调节螺钉、清洗拆卸螺钉等组成（见右图）。2.2工作原理当有降雨出现时，雨水首先在承水口汇集后，再流入上翻斗，上翻斗的作用是使不同的自然降水积聚成近似的固定量，使进计量翻斗的水流速度近似于大降水强度的水流速度，这样可使传感器在不同的降水强度情况下，都具有比较一致的灵敏度。当上翻斗接满一斗水后，倒入计量翻斗，计量翻斗每翻动一次为0.1mm的降水量（这就是通常我们所说的雨量传感器的分辨力的概念），随着计量翻斗的不断翻动，雨水被不断地倒入计数翻斗，在计数翻

4、斗的中部按装有一块小磁钢，在磁钢上面装有干簧管开关，计数翻斗每翻动一次，开关闭合一次，记录一个脉冲信号。3.主要技术指标3.1承水口直径：200mm3.2 分辨力：0.1mm3.3 测量降水强度：4mm/min3.4最大允许误差：4%4. 雨量传感器的调校方法自动气象站技术指标中，对雨量测量最大允许误差指标是：10mm时为0.4mm；10mm时为4%，当检定结果超出允许值时，应进行修正值调整，调整方法如下：仪器基点值的调整；仪器在出厂前，已经严格调整并检定合格，一般不需调整，但在仪器使用一个月后的第一场较大降水时，应检查仪器的测量准确度是否符合要求，如测量误差较大（超过4）应调整仪器的基点。在

5、调整基点之前，应将翻斗卸下，先用肥皂水清洗，再用脱脂棉沾牙膏用力擦洗内壁，最后用脱脂棉将翻斗内壁上的牙膏痕迹擦干净，将清洗过的翻斗放入温度为70的风化碱液内，浸泡不少于10小时。将计数翻斗拨到与计量翻斗同一倾斜方向，用10mm的清水分别以1mm/min和4mm/min降水强度注入到传感器内，检查计数值与翻斗翻动的次数是否相等，若不相等求出差值，如果超差，应调整计量翻斗的两个定位螺钉，将两个定位螺钉中的一个旋转一圈，其测量误差变化3左右，若同时将两个容量调节螺钉顺时针或逆时针旋转一圈，其测量误差变化6左右。假如示值误差是正值（+6）时，就将两个定位螺钉都往内（顺时针）旋转一圈，调好好后应注意拧紧

6、锁紧螺母。若检定结果的误差是负值（-2）时， 应将其中的一个定位螺钉往外（即逆时针）旋转2/3圈，调好后应拧紧锁紧螺母。上翻斗只有在下述情况下才能作调整：当上翻斗出现滴流而不能正常翻转时，应将翻斗翻转倾角稍稍调小些（向内旋转定位螺钉）。5.功能特点全自动，野外工作；结构紧凑，即插即用；微功耗，无需市电；体积小，安装方便；精度高，稳定性好。线性度好，传输距离长，抗干扰能力强支持多种通讯方式，超大容量存储。漏斗处设计网孔，防止树叶等杂物阻塞雨量下流。仪器外壳用abs工程塑料制成，不起锈，外观质量佳。承雨口采用abs工程塑料注塑而成，光洁度高，滞水产生的误差小。翻斗部件支承系统制造精良，摩阻力矩小，

7、因而翻斗部件翻转灵敏，性能稳定，工作可靠。6.故障分析6.1承水器故障未加热时不产生漏电,加满水后产生漏电: 原因:发热管外壳烧穿漏水导电而产生漏电处理:更换发热管。加热指示灯亮,但不能加热: 原因1:发热管接插端接触不良或断线处理:检查排除; 原因2:发热管烧坏处理:更换发热管。加热指示灯不亮,不能加热: 原因1:温控器接插端接触不良或断线处理:检查排除; 原因2:温控器烧断处理:更换温控器。16.2干簧管故障没有磁场的情况下，干簧管就会恢复原来状态。干簧管破损里面充有惰性气体跑出。触点和簧片是相当小而精致的，所以它们难以承受高压或大电流。 电流过大时，簧片会因过热失去弹性。如果使用大电流，

8、由继电器线圈与磁簧开关组成的继电器电路是更合适的选择。当干簧管出现故障时，排查工序较多故障干簧管需要用专用仪器（如at值测试器、绝缘耐压测试器、内阻测试器等）检测。27.日常维护仪器在现场使用过程中应定期进行维护保养,以防风沙及其它因素而影响正常使用，时间为一个月，如遇特殊环境影响,可根据实际情况进行维护保养。定期检查漏斗通道中是否有碎片，入口和出口处是否有堵塞物。除去污物并清洁滤网（入口处的滤网可以取下来清洗）。如果必要，漏斗表面可用中性洗涤剂清洗，但清洗后严禁用手触摸翻斗内部。维护具体操作如下:1、首先松开底盘螺钉，将外筒取下。2、将电缆线断开，以免维护时产生误动作影响测试数据。3、将防堵

9、罩和长过滤网分别拿掉，用清水将外筒冲洗干净，并将防堵罩和过滤网刷洗干净在放回外筒中。4、将翻斗轻轻取出，再将短过滤网拿出，然后用清水冲洗干净，并将短过滤网刷洗干净后重新放入集水器（黑色小漏斗）中，注意要放正。5、将取出的翻斗用清水刷洗干净（切勿用酒精或汽油清洗），并将清洗后的翻斗背面用干净的布或餐、面巾纸擦干净（注意不要用手触摸翻斗内侧），再将翻斗放回原处用手轻轻拨动翻斗螺钉处使其能正常翻转。6、将防虫罩取下清洗干净后，放回原处。7、上述工作完毕，将电缆线接好，并将外筒固定。结语：每次降雨来临之前，工作人员都需要对自动站翻斗雨量传感器进行维护，了解自动站翻斗雨量传感器工作原理和基本故障解决方法。参考文献：1李永顺.翻斗式雨量传感器的故障分析